[发明专利]卧式控温变换炉

说明书

本发明提供了一种卧式控温变换炉。该变换炉包括筒体、多根换热管和多个纵向隔板。筒体呈卧式放置，筒体的纵向两端分别设有冷却水进口和冷却水出口，筒体的外周壁上相对开设有进气口和出气口。多根换热管间隔设于筒体的内部并均沿筒体的纵向延伸；多个纵向隔板均沿筒体的纵向延伸，各纵向隔板的两端沿径向将筒体的内腔分隔为多个供反应气流通的气体通道，气体通道沿筒体径向延伸或与筒体径向平行。由于反应气为径向流动，流程短，反应气流通的阻力小，反应速率高。

技术领域

本发明涉及煤制气设备技术领域，特别涉及一种卧式控温变换炉。

背景技术

近年来国内煤化工产业快速发展，尤其是煤基的合成氨装置、甲醇装置在国内已建设了多套。在这些装置中，工艺过程为以煤制取煤气，对煤气进行变换、净化后，在合成塔内生成合成氨或甲醇。煤气变换是其中一个主要工艺过程，在CO变换炉内煤气中的CO与水蒸气反应生成CO₂和H₂，同时放出大量的反应热。煤气变换过程既是原料气的净化过程，又是原料气造气的继续。

在变换工序生产设备中，CO变换炉是其中最主要的设备。CO变换炉利用催化剂对变换反应进行加速，同时对反应生成的热量进行回收，并且使变换反应处于一个较低的温度范围内，提高变换效率。现在由于环保意识的提高以及出于经济效益方面的考虑，人们对环境保护和节能降耗愈发重视，引起了对变换炉结构的研究，以对其加以改造、优化，提高CO转化率和能源回收效率。主要是通过提高CO变换炉传热效率，加强对反应余热的回收利用；同时降低反应温度，提高CO转化率，并延长催化剂的使用寿命。

目前国内生产装置中常用的变换炉为立式的纵向或轴径向结构，其反应气沿纵向或轴径向流动，流程长，气体阻力大，从而降低了反应速率，在提高转化率和节能降耗上没有优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卧式控温变换炉，以解决现有技术中立式变换炉存在的反应气流程长、反应速率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种卧式控温变换炉，包括：筒体，其呈卧式放置，所述筒体的纵向两端分别设有冷却水进口和冷却水出口，所述筒体的外周壁上相对开设有供反应气流进的进气口和供反应后的气体流出的出气口，所述进气口和所述出气口的连线与所述筒体的径向重合或平行；多根换热管，其间隔设于所述筒体的内部并均沿所述筒体的纵向延伸，所述换热管的两端开口分别与所述冷却水进口和所述冷却水出口相通，以供冷却水流通；多个纵向隔板，其间隔设于所述换热管中并均沿所述筒体的纵向延伸，各所述纵向隔板的两端沿径向将所述筒体的内腔分隔为多个供反应气流通的气体通道，所述气体通道沿所述筒体径向延伸或与所述筒体径向平行。

根据本发明的一个实施例，所述进气口和所述出气口均设有多个，并均沿所述筒体的纵向间隔排布。

根据本发明的一个实施例，所述纵向隔板与所述筒体的纵向截面平行。

根据本发明的一个实施例，多根所述换热管分为沿所述筒体的径向间隔分布的两组，且分别为位于所述筒体上层的顶层换热管组和位于下层的底层换热管组；所述顶层换热管组和底层换热管组中均包括多根呈均匀分布的换热管。

根据本发明的一个实施例，所述筒体的内部还设有两个沿纵向相对设置的管板；两所述管板上对应开设供所述换热管穿设的通孔，多根间隔的所述换热管设于两所述管板之间。

根据本发明的一个实施例，多根所述换热管之间具有间隙以形成催化剂填充区。

根据本发明的一个实施例，还包括支撑结构；所述支撑结构沿纵向支撑设于所述换热管的下方；所述支撑结构包括从上至下依次设置的筛网、支撑格栅和支撑柱；所述筛网垫设于所述换热管的下方并与所述催化剂的下表面接触，所述支撑格栅贴设于所述筛网的下方；所述支撑柱具有多个，各所述支撑柱分别与所述支撑格栅和所述筒体的内壁底部连接固定。